JP2011125962A - バルブシート加工工具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二点鎖線で示すように、リーマホルダ28を加工時における前進端位置より前方の着脱時位置へ前進させ、非円形の嵌合部256の非円形の嵌合穴96への嵌合により主体部26に対する相対回転を防止するとともに、フック340のV溝310への嵌入により軸方向の相対移動を防止する。作業者は主体部26,リーマホルダ28を一体的に回転させ、主軸32,リーマ軸232との軸方向の係合を解除してそれらから取り外し、工作機械外においてリーマホルダ28の主体部26からの取外し,取付けを行う。そのため、加工を中断することなく、リーマ262のリーマブッシュ194からの抜き出し,挿入作業を、リーマ262の刃先が損傷しないように慎重に行うことができる。作業者は、主体部26,リーマホルダ28を一体の組付体とした状態で主軸32,リーマ軸232に取り付ける。
【選択図】図2
Description
本発明は、このような実情に鑑みて、より実用的なバルブシート加工工具を得ることを課題として為されたものである。
主体部は、主体部の本体を成す本体部材により直接刃具を保持するものでも、本体部材に相対移動可能に保持された可動保持部材を介して刃具を保持するものでも、本体部材と可動保持部材との両方に刃具を保持するものでもよい。
前記バルブシートを加工する1つ以上の刃具を保持して工作機械の主軸に着脱可能に取り付けられるとともに、リーマガイド孔を備えた主体部と、
前記リーマガイド孔に案内されつつ前記バルブガイド孔の内周面を加工するリーマを保持し、前記主軸の内側に軸方向に相対移動可能に配設されたリーマ軸に着脱可能に取り付けられるリーマ保持部と、
それら主体部およびリーマ保持部が前記主軸および前記リーマ軸に取り付けられた状態で、前記リーマ保持部の前記主体部に対する軸方向の相対移動を許容する一方、それら主体部およびリーマ保持部が前記主軸および前記リーマ軸から取り外された状態で、前記リーマ保持部の前記主体部に対する相対回転および軸方向の相対移動を防止する仮保持装置と
を含むことを特徴とするバルブシート加工工具。
(2)前記仮保持装置が、
前記主体部に設けられた第1係合部と、
前記リーマ保持部に設けられ、前記第1係合部と係合することにより、その第1係合部に対する軸方向の相対移動が不能となる第2係合部と、
それら第1係合部と第2係合部とを、それらが互いに係合する状態と係合しない状態とに変更可能な状態変更装置と、
少なくともその状態変更装置が前記第1係合部と前記第2係合部とを互いに係合する状態に保っている状態では、前記リーマ保持部の前記主体部に対する相対回転を防止する相対回転防止装置と
を含む(1)項に記載のバルブシート加工工具。
リーマ保持部の主体部に対する軸方向の相対移動が防止された状態では相対回転も防止され、主体部とリーマ保持部とを一体的に回転させることができる。また、リーマ保持部の主体部に対する位相が決められ、この決められた位相で主体部およびリーマ保持部の主軸およびリーマ軸への取付けを行うことができる。
(3)前記第2係合部が前記リーマ保持部に形成された係合凹部であり、前記第1係合部が前記主体部に対して相対移動可能に設けられた係合部材に形成され、前記係合凹部に嵌入離脱可能な係合突部であり、かつ、それら係合凹部と係合突部との形状が、係合突部が係合凹部に嵌入した状態では前記リーマ保持部の前記主体部に対する軸方向の相対移動を防止する形状とされた(2)項に記載のバルブシート加工工具。
(4)前記第2係合部が前記リーマ保持部に固定的に設けられる一方、前記第1係合部が前記主体部に対して相対移動可能に設けられた係合部材に形成され、前記状態変更装置が前記係合部材を前記第1係合部が前記第2係合部に係合する向きに付勢する係合部材付勢装置を含み、かつ、前記第1係合部と前記第2係合部との形状が、前記主体部と前記リーマ保持部とに、それらを軸方向に互いに離脱させる向きの設定力以上の力が加えられれば、前記係合部材付勢装置の付勢力に抗して前記第1係合部と前記第2係合部との係合が外れる形状に選定された(2)項または(3)項に記載のバルブシート加工工具。
第1係合部を、主体部に半径方向の成分を含む方向に移動可能に保持され、操作部材の手動操作に基づいて作動する移動装置により、第2係合部と係合する作用位置と、係合しない退避位置とに移動させられる係合部材とすることも可能であり、この場合には、操作部材および移動装置が状態変更装置を構成することとなる。しかし、本項に記載の構成を採用すれば、第1係合部と第2係合部とを係合,離脱させるための手動操作を不要とし得る効果が得られる。
(5)前記第2係合部が前記リーマ保持部に形成された係合凹部であり、前記第1係合部が前記主体部に対して相対移動可能に設けられた係合部材に形成され、前記係合凹部に嵌入離脱可能な係合突部であり、かつ、前記係合部材が、前記主体部に、その主体部の中心軸線と直角に立体交差する回動軸線のまわりに回動可能に保持されたフックであり、前記係合部材付勢装置がそのフックを前記係合凹部と係合する向きに付勢する弾性部材を含む(4)項に記載のバルブシート加工工具。
(6)前記係合凹部が前記リーマ保持部の外周面に周方向に形成されたV溝である(5)項に記載のバルブシート加工工具。
例えば、係合凹部をテーパ内周面を有するテーパ穴とし、係合部材にテーパ外周面を有するテーパ突部を設ければ、テーパ突部がテーパ穴に嵌入した状態では、リーマ保持部の主体部に対する軸方向の相対移動と相対回転との両方が防止されることとなり、係合部材とテーパ穴とに相対回転防止装置を兼ねさせることができる。
それに対し、本項におけるように係合凹部をV溝とすれば、加工精度を向上させることが容易となり、リーマ保持部と主体部との軸方向の相対位置決め精度が向上する効果が得られる。ただし、第1係合部および第2係合部とは別に相対回転防止装置を設けることが必要である。
本項に記載の特徴は、(3)項に記載のバルブシート加工工具にも適用可能である。
(7)前記第1係合部と前記第2係合部とが、前記リーマ保持部が前記主体部に対して前記バルブガイド孔の加工時における前進端位置より前方の着脱時位置にある状態で、互いに係合する相対位置に設けられた(2)項ないし(6)項のいずれかに記載のバルブシート加工工具。
加工時にはリーマ保持部を、第1,第2係合部が係合する位置と、それより後方の位置との間で移動させてもよく、その係合位置を前方へ超えた位置と、係合位置より後方の位置との間で移動させてもよい。しかし、それらの場合には、加工が行われ、リーマ保持部が前進,後退させられる毎に第1,第2係合部が係合,離脱を繰り返すため、第1,第2係合部が摩耗し、寿命が低下する。
それに対し、本項に記載のバルブシート加工工具によれば、加工時にはリーマ保持部は第1,第2係合部が係合する位置まで移動させられず、それらが係合しない範囲で往復移動させられるため、第1,第2係合部の摩耗が抑制され、寿命が向上する。
(8)前記相対回転防止装置が、前記主体部に形成された横断面形状が非円形の嵌合穴と、前記リーマ保持部に形成され、前記嵌合穴に相対回転不能に嵌合する嵌合部とを含む(2)項ないし(7)項のいずれかに記載のバルブシート加工工具。
(9)前記主体部がその主体部の本体を成す本体部材を含み、その本体部材が、前記主軸に対する特定の相対回転位相で、その主軸に設けられた主軸側係合部と軸方向に嵌合され、その相対回転位相から、加工時に作用するトルクに基づく相対回転の方向に一定角度相対回転させられることにより、前記主軸側係合部と軸方向に離脱不能に係合する本体部材側係合部を備えるとともに、前記リーマ保持部も、前記本体部材側係合部の前記主軸側係合部との係合に伴って、前記リーマ軸に設けられたリーマ軸側係合部と軸方向に離脱不能に係合するリーマ保持部側係合部を備える(1)項ないし(8)項のいずれかに記載のバルブシート加工工具。
主体部およびリーマ保持部が同時に主軸およびリーマ軸に軸方向に離脱不能に係合させられ、主体部およびリーマ保持部の主軸およびリーマ軸に対する着脱操作が簡単である。
(10)少なくとも、前記本体部材側係合部が前記主軸側係合部と軸方向に嵌合された状態においては、前記本体部材に対して前記リーマ保持部を、前記リーマ保持部側係合部が前記リーマ軸側係合部と軸方向に嵌合する向きに付勢するリーマ保持部付勢装置を含む(9)項に記載のバルブシート加工工具。
本項の構成を採用すれば、リーマまたはリーマ保持部に直接、リーマ保持部側係合部がリーマ軸側係合部と軸方向に嵌合する向きの力を加えなくても、それらが嵌合することが保証される。
リーマ保持部付勢装置は、例えば、主体部に軸方向に移動可能に保持されたスプリングリテーナと、そのスプリングリテーナをリーマ軸に接近する向きに付勢するスプリングと、そのスプリングの弾性力に基づく前記スプリングリテーナの移動限度を規定するストッパとを設け、本体部材側係合部が主軸側係合部と軸方向に嵌合された状態においては、スプリングリテーナがリーマ保持部に当接してストッパから離間し、スプリングの弾性力がスプリングリテーナを介してリーマ保持部に加えられるものとすることができる。しかし、次項に記載の構成を採用すれば、専用のリーマ保持部付勢装置を設ける必要がなくなる。
(11)前記主体部がその主体部の本体を成す本体部材を含み、その本体部材が、前記主軸に対する特定の相対回転位相で、その主軸に設けられた主軸側係合部と軸方向に嵌合され、その相対回転位相から、加工時に作用するトルクに基づく相対回転の方向に一定角度相対回転させられることにより、前記主軸側係合部と軸方向に離脱不能に係合する本体部材側係合部を備えるとともに、前記リーマ保持部も、前記本体部材側係合部の前記主軸側係合部との係合に伴って、前記リーマ軸に設けられたリーマ軸側係合部と軸方向に離脱不能に係合するリーマ保持部側係合部を備え、
前記第2係合部が前記リーマ保持部に固定的に設けられる一方、前記第1係合部が前記主体部に対して相対移動可能に設けられた係合部材に形成され、
前記状態変更装置が、前記係合部材を前記第1係合部が前記第2係合部に係合する向きに付勢する係合部材付勢装置を含み、かつ、
前記第1係合部と前記第2係合部との形状が、前記本体部材側係合部が前記主軸側係合部と軸方向に嵌合した状態では、前記係合部材付勢装置の付勢力に基づいて、前記リーマ保持部を、前記リーマ保持部側係合部が前記リーマ軸側係合部と軸方向に嵌合する向きに付勢する付勢力を発生させる形状に選定された(2)項または(3)項に記載のバルブシート加工工具。
本項に記載の係合部材付勢装置は、(10)項に記載のリーマ保持部付勢装置としても機能し、(10)項に記載のバルブシート加工工具に得られる効果が、本項に記載のバルブシート加工工具についても得られる。
(12)前記第1係合部と前記第2係合部との形状が、さらに、前記主体部と前記リーマ保持部とに、それらを軸方向に互いに離脱させる向きの設定力以上の力が加えられれば、前記係合部材付勢装置の付勢力に抗して前記第1係合部と前記第2係合部との係合が外れる形状に選定された(11)項に記載のバルブシート加工工具。
(4)項に記載のバルブシート加工工具に得られる効果が、本項に記載のバルブシート加工工具についても得られる。
(13)前記主体部が、
前記主軸に取り付けられる本体部材と、
その本体部材に、前記主体部の中心軸線に対して前方に向かうに従ってその中心軸線に接近する向きに傾斜した方向に移動可能に保持され、前記バルブシートを加工する刃具を保持する可動刃具保持部材と、
前記本体部材に軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に保持された駆動部材と、
その駆動部材の軸方向の運動を前記可動刃具保持部材の傾斜方向の運動に変換する運動変換機構と
を含み、かつ、前記駆動部材が、前記主軸の内側に配設された駆動軸に設けられた駆動軸側係合部と、特定の相対回転位相で軸方向に嵌合され、その相対回転位相から、加工時に作用するトルクに基づく相対回転の方向に一定角度相対回転させられることにより、前記駆動軸側係合部と軸方向に離脱不能に係合する駆動部材側係合部を備えるとともに、前記リーマ保持部も、前記駆動部材側係合部の前記駆動軸側係合部との係合に伴って、前記リーマ軸に設けられたリーマ軸側係合部と軸方向に離脱不能に係合するリーマ保持部側係合部を備える(1)項ないし(12)項のいずれかに記載のバルブシート加工工具。
主体部により保持される刃具が本体部材により直接保持される刃具のみであれば、本項に記載の駆動部材および運動変換機構は不要となり、工作機械側においては駆動軸が不要となり、バルブシート加工工具を汎用の工作機械の主軸に取り付けて加工を行わせることが可能である。
(14)前記リーマ保持部が、前記リーマ保持部側係合部が前記リーマ軸側係合部と係合して前記リーマ軸に取り付けられた状態で、加工時に切削抵抗に基づいて作用するトルクに基づく前記リーマ保持部と前記リーマ軸との正方向の相対回転を防止する正方向回転ストッパと、逆方向の相対回転を抑制する逆方向回転抑制部とを含む(9)項または(13)項に記載のバルブシート加工工具。
加工時に、被加工物からの切削抵抗に基づくトルクの作用によりリーマ保持部がリーマ軸に対して正方向に回転させられることが、正方向回転ストッパにより防止され、非加工中における回転減速時のリーマ保持部の回転慣性や、加工時にリーマに作用するトルクの変動に起因して、リーマ保持部に作用する逆方向の回転トルクによりリーマ保持部がリーマ軸に対して逆方向に回転させられることが、逆方向回転抑制部により抑制される。
(15)前記逆方向回転抑制部が、前記リーマ保持部に設けられた係合凹部であって、前記リーマ軸に半径方向内向きに付勢された状態で設けられた係合突部と係合することにより、前記加工時に作用するトルクとは逆向きのトルクが設定トルクより小さい場合にはリーマ保持部のリーマ軸に対する逆方向の相対回転を防止するが、設定トルク以上になれば前記逆方向の相対回転を許容する係合凹部を含む(14)項に記載のバルブシート加工工具。
設定トルクは、(14)項に関して説明した逆方向の回転トルクによって、リーマ保持部がリーマ軸に対して逆方向に回転させられることを防止し得る大きさに設定される。しかし、設定トルク以上の逆向きのトルクを加えれば、主体部とともにリーマ保持部をリーマ軸に対して係合時とは逆方向に回転させ、リーマ保持部とリーマ軸との係合を解くことができる。
(16)前記主体部が、その主体部の本体を成す本体部材と、その本体部材に着脱可能に保持され、前記リーマガイド孔を有するリーマブッシュとを含む(1)項ないし(15)項のいずれかに記載のバルブシート加工工具。
リーマはリーマガイド孔に軸方向に相対移動可能に嵌合され、移動を案内されるとともに補強される。リーマ保持部を主体部に対して取付け,取外しする際には、リーマをリーマブッシュと嵌合させ、離脱させることとなるが、リーマ保持部および主体部が共に主軸およびリーマ軸から外された状態で作業が行われるため、バルブシート加工工具の稼動率を低下させることなく、時間を掛けて慎重に作業を行うことができる。特に、重量の大きい主体部を支持装置に支持させ、重量の小さいリーマ保持部を手に持って嵌合,離脱を行えば、作業が一層容易になる。いずれにしても、リーマブッシュを主体部から取り外さなくてもよく、余分な作業を省略できる。
まず、図21(a)に示すように、作業者はウォーム172に工具400を係合させ、ウォーム172を、クランプ部材164を解放状態に切り換える方向に回転させる。それにより、鋼球168がテーパ内周面182から離れ、本体部材52のアダプタ30への押付けが解除される。
取付け時には、リーマ軸232は、リーマホルダ28を着脱時位置に位置させる位置へ前進させられている。作業者は一体とされた主体部26およびリーマホルダ28を持ち、本体部材52とアダプタ30,駆動部材90と駆動軸200およびリーマホルダ28とリーマ軸232の各位相を特定の相対回転位相である嵌合位相に合わせる。これらの位相は、いずれかを嵌合位相とすれば、他も嵌合位相となる。そして、作業者は、図24(a)に示すように、主体部26およびリーマホルダ28をアダプタ30およびリーマ軸232に軸方向において接近させ、本体部材52をアダプタ30の嵌合突部38に嵌合し、嵌合軸部254を嵌合孔290に嵌合する。
Claims (7)
- エンジンのバルブが着座するテーパ内周面状のバルブシートと、前記バルブを案内するバルブガイド孔とを一工程で連続的に加工するバルブシート加工工具であって、
前記バルブシートを加工する1つ以上の刃具を保持して工作機械の主軸に着脱可能に取り付けられるとともに、リーマガイド孔を備えた主体部と、
前記リーマガイド孔に案内されつつ前記バルブガイド孔の内周面を加工するリーマを保持し、前記主軸の内側に軸方向に相対移動可能に配設されたリーマ軸に着脱可能に取り付けられるリーマ保持部と、
それら主体部およびリーマ保持部が前記主軸および前記リーマ軸に取り付けられた状態で、前記リーマ保持部の前記主体部に対する軸方向の相対移動を許容する一方、それら主体部およびリーマ保持部が前記主軸および前記リーマ軸から取り外された状態で、前記リーマ保持部の前記主体部に対する相対回転および軸方向の相対移動を防止する仮保持装置と
を含むことを特徴とするバルブシート加工工具。 - 前記仮保持装置が、
前記主体部に設けられた第1係合部と、
前記リーマ保持部に設けられ、前記第1係合部と係合することにより、その第1係合部に対する軸方向の相対移動が不能となる第2係合部と、
それら第1係合部と第2係合部とを、それらが互いに係合する状態と係合しない状態とに変更可能な状態変更装置と、
少なくともその状態変更装置が前記第1係合部と前記第2係合部とを互いに係合する状態に保っている状態では、前記リーマ保持部の前記主体部に対する相対回転を防止する相対回転防止装置と
を含む請求項1に記載のバルブシート加工工具。 - 前記第2係合部が前記リーマ保持部に形成された係合凹部であり、前記第1係合部が前記主体部に対して相対移動可能に設けられた係合部材に形成され、前記係合凹部に嵌入離脱可能な係合突部であり、かつ、それら係合凹部と係合突部との形状が、係合突部が係合凹部に嵌入した状態では前記リーマ保持部の前記主体部に対する軸方向の相対移動を防止する形状とされた請求項2項に記載のバルブシート加工工具。
- 前記第2係合部が前記リーマ保持部に固定的に設けられる一方、前記第1係合部が前記主体部に対して相対移動可能に設けられた係合部材に形成され、前記状態変更装置が前記係合部材を前記第1係合部が前記第2係合部に係合する向きに付勢する係合部材付勢装置を含み、かつ、前記第1係合部と前記第2係合部との形状が、前記主体部と前記リーマ保持部とに、それらを軸方向に互いに離脱させる向きの設定力以上の力が加えられれば、前記係合部材付勢装置の付勢力に抗して前記第1係合部と前記第2係合部との係合が外れる形状に選定された請求項2または3に記載のバルブシート加工工具。
- 前記第1係合部と前記第2係合部とが、前記リーマ保持部が前記主体部に対して前記バルブガイド孔の加工時における前進端位置より前方の着脱時位置にある状態で、互いに係合する相対位置に設けられた請求項4に記載のバルブシート加工工具。
- 前記主体部がその主体部の本体を成す本体部材を含み、その本体部材が、前記主軸に対する特定の相対回転位相で、その主軸に設けられた主軸側係合部と軸方向に嵌合され、その相対回転位相から、加工時に作用するトルクに基づく相対回転の方向に一定角度相対回転させられることにより、前記主軸側係合部と軸方向に離脱不能に係合する本体部材側係合部を備えるとともに、前記リーマ保持部も、前記本体部材側係合部の前記主軸側係合部との係合に伴って、前記リーマ軸に設けられたリーマ軸側係合部と軸方向に離脱不能に係合するリーマ保持部側係合部を備える請求項1ないし5のいずれかに記載のバルブシート加工工具。
- 前記主体部が、
前記主軸に取り付けられる本体部材と、
その本体部材に、前記主体部の中心軸線に対して前方に向かうに従ってその中心軸線に接近する向きに傾斜した方向に移動可能に保持され、前記バルブシートを加工する刃具を保持する可動刃具保持部材と、
前記本体部材に軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に保持された駆動部材と、
その駆動部材の軸方向の運動を前記可動刃具保持部材の傾斜方向の運動に変換する運動変換機構と
を含み、かつ、前記駆動部材が、前記主軸の内側に配設された駆動軸に設けられた駆動軸側係合部と、特定の相対回転位相で軸方向に嵌合され、その相対回転位相から、加工時に作用するトルクに基づく相対回転の方向に一定角度相対回転させられることにより、前記駆動軸側係合部と軸方向に離脱不能に係合する駆動部材側係合部を備えるとともに、前記リーマ保持部も、前記駆動部材側係合部の前記駆動軸側係合部との係合に伴って、前記リーマ軸に設けられたリーマ軸側係合部と軸方向に離脱不能に係合するリーマ保持部側係合部を備える請求項1ないし6のいずれかに記載のバルブシート加工工具。
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